一种高温超导磁体快速脱机装置及高温超导电动磁浮车辆

1.本发明属于高温超导磁体线路试验技术领域，特别涉及一种高温超导磁体快速脱机装置及高温超导电动磁浮车辆。


背景技术：

2.高温超导磁体线路试验时，需要将与其外接的制冷机的制冷管路断开，由于脱机后的超导磁体能够维持制冷状态下的磁体性能时间有限，且脱机后由于磁体内部升温，当磁体恢复制冷状态后需要较长的时间才能达到最初的稳定状态。
3.目前试验所采用的操作方法，制冷机与高温超导磁体的冷头之间仅连接着制冷管路，中间无可断开结构，脱机时需将制冷管路与冷头连接的自密封接头断开(管路压力约15～17bar)，然后再在冷头上的自密封接头连接上放气阀装置，将冷头内的气压放至2.5-10bar，再将放气阀拆除，这样一台磁体在一次脱机操作过程中，同一个自密封接头就要拆除两次，且第一次是在高压状态下拆除，大大的缩短了自密封接头的使用寿命，若自密封接头损坏，就会产生漏气，产生牵一发动全身的负面效应，会严重影响整体的效率。
4.因此，如何缩短断开制冷管路的操作时间，是本领域技术人员亟待解决的问题。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种高温超导磁体快速脱机装置及高温超导电动磁浮车辆，缩短断开制冷管路的操作时间，可极大提高自密封接头的使用寿命。
6.为解决上述技术问题，本发明提供一种高温超导磁体快速脱机装置，包括用于连通高温超导磁体的冷头和制冷机的截止放气装置，所述截止放气装置包括硬管路、压力表、放气阀、截止阀、第一自密封接头和第二自密封接头，所述硬管路的第一端与所述冷头连通、第二端通过第一自密封接头与所述截止阀的一端连通，所述截止阀的另一端通过第二自密封接头与所述制冷机连通，所述压力表和所述放气阀间隔设置于所述硬管路上；
7.当高温超导磁体线路试验时，关闭所述截止阀，打开所述放气阀，直至所述压力表的压力值降至预设压力范围时关闭所述放气阀，所述第一自密封接头中的公头和母头断开连接。
8.可选的，在上述高温超导磁体快速脱机装置中，还包括用于限制所述截止放气装置和车辆的车架相对移动的硬管固定装置。
9.可选的，在上述高温超导磁体快速脱机装置中，所述硬管固定装置包括第一压板和第二压板，所述第一压板和所述第二压板之间形成用于安装所述硬管路的第一安装位，所述第一压板和所述第二压板通过第一紧固件连接。
10.可选的，在上述高温超导磁体快速脱机装置中，所述硬管路的第一端通过第一制冷管路与所述冷头连接、第二端与所述第一自密封接头螺纹连接，所述第二自密封接头通过第二制冷管路与所述制冷机连接。
11.可选的，在上述高温超导磁体快速脱机装置中，所述冷头和所述制冷机之间包括
进气通路和回气通路，所述进气通路和所述回气通路中的至少一个布置有所述高温超导磁体快速脱机装置。
12.可选的，在上述高温超导磁体快速脱机装置中，还包括用于限制所述第一自密封接头和所述硬管路相对移动的装夹机构。
13.可选的，在上述高温超导磁体快速脱机装置中，所述装夹机构包括第一固定板和第二固定板，所述第一固定板和所述第二固定板之间形成用于安装所述第一自密封接头和所述硬管路的第二安装位，所述第一固定板和所述第二固定板通过第二紧固件连接。
14.可选的，在上述高温超导磁体快速脱机装置中，所述第二安装位在与所述第一自密封接头连接的接触面为粗糙圆弧面或多边形棱柱的侧壁面。
15.可选的，在上述高温超导磁体快速脱机装置中，所述装夹机构上设置有用于贯穿所述装夹机构外表面和所述第二安装位的安装孔，所述安装孔内设置有用于压紧所述第一自密封接头的第三紧固件。
16.本发明还提供一种高温超导电动磁浮车辆，包括车架、高温超导磁体、制冷机以及如上文所述的高温超导磁体快速脱机装置；
17.所述高温超导磁体的冷头与所述制冷机的进回气循环管路上经过至少一个所述高温超导磁体快速脱机装置。
18.本发明提供了一种高温超导磁体快速脱机装置，其有益效果在于：
19.在高温超导磁体的冷头和制冷机之间增设截止放气装置，正常情况下，截止放气装置的硬管路、第一自密封接头、截止阀和第二自密封接头呈导通状态，实现制冷机和冷头之间的制冷气体循环。当需要进行高温超导磁体线路试验时，首先关闭截止阀，保证截止阀到制冷机之间管路内制冷气体的压力不变，然后打开放气阀，将截止阀到冷头之间管路内制冷气体的压力减小到预设压力范围内，再关闭放气阀，随后断开第一自密封接头的公头和母头之间的连接。上述设置，可以实现自密封接头在减压前无需拆除、而是待降低压力后再断开连接，从而缩短了断开制冷管路的操作时间，提高宝贵的试验的有效时间，可极大提高自密封接头的使用寿命。
20.本发明还提供一种具有上述高温超导磁体快速脱机装置的高温超导电动磁浮车辆，其具有相同的有益效果，在此不作赘述。
附图说明
21.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
22.图1为本发明实施例提供的一种高温超导电动磁浮车辆的结构示意图；
23.图2为本发明实施例提供的高温超导磁体快速脱机装置的结构示意图；
24.图3为本发明实施例提供的装夹机构的结构示意图；
25.图4为本发明实施例提供的硬管固定装置中下压板的结构示意图；
26.图5为本发明实施例提供的硬管固定装置中上压板的结构示意图；
27.图6为本发明实施例提供的硬管路的结构示意图。
28.上图中：
29.1-高温超导电动磁浮车辆；
30.2-装夹机构；21-上固定板；22-下固定板；211-螺纹孔；212-第二安装位；
31.3-冷头；
32.4-第一制冷管路；
33.5-截止放气装置；51-硬管路；511-第二安装孔；512-第三安装孔；513-第二端；514-第一端；52-压力表；53-放气阀；54-截止阀；55-第二自密封接头；56-第一自密封接头；
34.6-第二制冷管路；
35.7-制冷机；
36.8-横梁；
37.9-硬管固定装置；91-下压板；911-第一安装孔；912-第一下安装槽；92-上压板；921-第一上安装槽。
具体实施方式
38.下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
39.在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
40.在本发明的描述中，多个的含义是两个以上，如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
41.本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。
42.本发明的核心是提供一种高温超导磁体快速脱机装置及高温超导电动磁浮车辆，缩短断开制冷管路的操作时间，可极大提高自密封接头的使用寿命。
43.为了使本领域的技术人员更好地理解本发明提供的技术方案，下面将结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
44.具体地，请参考图1-图6，本发明提供的一种高温超导磁体快速脱机装置，包括：截止放气装置5，截止放气装置5用于连通高温超导磁体的冷头3和制冷机7。
45.截止放气装置5包括硬管路51、压力表52、放气阀53、截止阀54、第一自密封接头56和第二自密封接头55，硬管路51的第一端514与冷头3连通、第二端513通过第一自密封接头56与截止阀54的一端连通，截止阀54的另一端通过第二自密封接头55与制冷机7连通，压力表52和放气阀53间隔设置于硬管路51上。压力表52用来监测硬管路51中的气体压力值，放气阀53用来对硬管路51进行放气、泄压。
46.当高温超导磁体线路试验时，关闭截止阀54，打开放气阀53，直至压力表52的压力
值降至预设压力范围时关闭放气阀53，第一自密封接头56中的公头和母头断开连接。
47.需要说明的是，上述预设压力范围为进气-回气循环线路中低压状态下的压力范围值，具体可为2.5bar-10bar之间，当然该数值范围还可以根据实际需要进行适应性选择，在此不做进一步限定。
48.需要进一步说明的是，第一自密封接头56和第二自密封接头55均为带有自密封结构的公头和母头连接而成，连接后自密封接头可以导通，拆除后公头端和母头端均封住流通通道。第一自密封接头56中的公头和母头中的一者与硬管路51连接(本文以公头连接于硬管路51上、母头连接截止阀54为例)，另一者与截止阀54连接。第一自密封接头56中的公头和母头断开，即相当于断开第一自密封接头56和硬管路51的连接。应当理解的是，本实施例提供的第一自密封接头56和第二自密封接头55的具体结构不作为本发明的核心保护点，可参考相关现有技术，此处便不再细述。
49.本发明提供的高温超导磁体快速脱机装置，在高温超导磁体的冷头3和制冷机7之间增设截止放气装置5。
50.正常情况下，截止放气装置5的硬管路51、第一自密封接头56、截止阀54和第二自密封接头55呈导通状态，实现制冷机7和冷头3之间的制冷气体循环。当需要进行高温超导磁体线路试验时，首先关闭截止阀54，保证截止阀54到制冷机7之间管路内制冷气体的压力不变，然后打开放气阀53，将截止阀54到冷头3之间管路内制冷气体的压力减小到预设压力范围内，再关闭放气阀53，随后断开第一自密封接头56的公头和母头之间的连接。上述设置，可以实现自密封接头在减压前无需拆除、而是待降低压力后再断开连接，从而缩短了断开制冷管路的操作时间，提高宝贵的试验的有效时间，可极大提高自密封接头的使用寿命。
51.为了防止车辆在运行过程中因颠簸而导致硬管路51与车架磕碰，本案还包括用于限制截止放气装置5和车辆的车架相对移动的硬管固定装置9，硬管固定装置9将截止放气装置5牢固固定在车架上。
52.在具体实施例中，硬管固定装置9包括第一压板和第二压板，第一压板和第二压板之间形成用于安装硬管路51的第一安装位，第一压板和第二压板通过第一紧固件连接。具体的，如图4和图5所示，第一压板和第二压板可以采用上下布置，即第一压板为上压板92，第二压板为下压板91。下压板91上设置有第一下安装槽912，上压板92上设置有与第一下安装槽912相对设置的第一上安装槽921，第一下安装槽912和第一上安装槽921形成用于安装硬管路51的第一安装位。下压板91和上压板92相对位置处均设置有第一连接孔，第一紧固件通过第一连接孔将下压板91和上压板92紧固连接在一起。下压板91和车架相对位置处均设置有第一安装孔911，第一连接件通过第一安装孔911将下压板91和车架紧固连接在一起。安装时，可先将下压板91安装至车架上，再将硬管路51置于下压板91的第一安装位上，之后将上压板92紧固连接在下压板91上。其中，第一紧固件和第一连接件均可采用螺杆。第一安装孔911可为条形孔，第一连接孔可为圆孔。第一下安装槽912和第一上安装槽921均为半圆弧面，第一下安装槽912和第一上安装槽921形成的第一安装位能够与硬管路51恰好匹配。下压板91具体可安装在车架的横梁8上。
53.在具体实施例中，硬管路51的第一端514通过第一制冷管路4与冷头3连接、第二端513与第一自密封接头56螺纹连接，第二自密封接头55通过第二制冷管路6与制冷机7连接。其中，第一制冷管路4和第二制冷管路6均可采用波纹软管，第一制冷管路4、第二制冷管路6
以及硬管路51形成冷头3和制冷机7之间的循环线路。
54.如图6所示，硬管路51上开有用于安装压力表52的第二安装孔511和用于安装放气阀53的第三安装孔512，硬管路51和压力表52之间、硬管路51和放气阀53之间均可通过自密封接头过度连接。硬管路51的第一端514另一端与氦气波纹软管焊接形成密封通路，第二端513开有螺纹，用于安装第一自密封接头56。
55.高温超导磁体的冷头3和制冷机7之间通过两条通路形成进气-回气循环，高温超导磁体快速脱机装置可以位于进气通路上，也可以位于回气通路上，也可以在进气通路和回气通路上各设置一个高温超导磁体快速脱机装置，即冷头3和制冷机7之间的进气-回气循环线路上经过至少一个高温超导磁体快速脱机装置。
56.在上述具体实施例的基础上，进气通路和回气通路上均可设置有一组硬管固定装置9，两组硬管固定装置9可相邻布置，同时还可以将两组硬管固定装置9设计为一体式结构。利用两组硬管固定装置9固定在车辆的横梁8上。
57.由于脱机需要将第一自密封接头56的公头和母头断开，在现有技术的拆装过程中，为防止第一自密封接头56与硬管路51之间的螺纹连接松动漏气，需要两个人配合作业才能完成，需要利用两个扳手配合作业拆卸，用一个扳手将第一自密封接头56的公头与硬管路51连接端卡住不产生相对位移，另一个扳手断开第一自密封接头56的母头，上述操作浪费人力和工具，同时效率低。
58.因此，针对上述技术缺陷，本案还包括用于限制第一自密封接头56和硬管路51相对移动的装夹机构2，防止自密封接头与硬管之间产生轴向相对位移，可有效的节省人力和辅助操作工具。
59.在上述具体实施例的基础上，进气通路和回气通路上均可设置有一组装夹机构2，两组装夹机构2可相邻布置，同时还可以将两组装夹机构2设计为一体式结构，进而使进气通路和回气通路上两组第一自密封接头56相互约束，实现互锁，保证与各自连接的硬管路51不会产生相对位移转动。当然，每组装夹机构2还可以与车辆的车架连接，以保证其连接的稳定性。
60.在具体实施例中，装夹机构2包括第一固定板和第二固定板，第一固定板和第二固定板之间形成用于安装第一自密封接头56和硬管路51的第二安装位212，第一固定板和第二固定板通过第二紧固件连接。如图3所示，第一固定板和第二固定板可以采用上下布置，即第一固定板为上固定板21，第二固定板为下固定板22。上固定板21和下固定板22呈对称结构。上固定板21上设置有第二上安装槽，下固定板22上设置有与第二上安装槽相对设置的第二下安装槽，第二下安装槽和第二上安装槽形成用于安装硬管路51和第一自密封接头56中与硬管路51连接的公头的第二安装位212。下固定板22和上固定板21相对位置处均设置有第二连接孔，第二紧固件通过第二连接孔将下固定板22和上固定板21紧固连接在一起。
61.当然，第一固定板和第二固定板还可以采用其他结构形式以及布置方式，在此不再进一步限定。
62.第二下安装槽和第二上安装槽形成的第二安装位212能够与硬管路51和第一自密封接头56中的公头恰好匹配。第二安装位212在与公头连接的接触面为粗糙圆弧面或多边形棱柱的侧壁面，通过增大公头与第二安装位212的摩擦力，可防止公头移动。
63.进一步的，装夹机构2上设置有用于贯穿装夹机构2外表面和第二安装位212的安装孔，安装孔内设置有用于压紧第一自密封接头56的第三紧固件。上压板92和下压板91的第二安装位212处各开有若干安装孔，每个安装孔内装有第三紧固件，第三紧固件具体可为顶丝，安装孔为螺纹孔211。第三紧固件用于将第一自密封接头56的公头顶住，进一步约束第一自密封接头56位移。
64.此外，本发明还提供一种高温超导电动磁浮车辆1，包括车架、高温超导磁体、制冷机7以及如上文的高温超导磁体快速脱机装置。
65.高温超导磁体的冷头3与制冷机7的进回气循环管路上经过至少一个高温超导磁体快速脱机装置。高温超导磁体、制冷机7以及高温超导磁体快速脱机装置均设置于车架上。
66.显然，具有上述高温超导磁体快速脱机装置的高温超导电动磁浮车辆1也具有上述所有技术效果，在此不作赘述。
67.本发明提供的高温超导磁体快速脱机装置，其有益效果在于：
68.1)提高了脱机效率；
69.2)采用低压拆卸，提高自密封接头使用寿命；
70.3)减少拆卸工具，可多人同时独立操作；
71.4)方便集中检测制冷机7工作中的高低压变化情况。
72.本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
73.如本技术和权利要求书中所示，除非上下文明确提示例外情形，“一”、“一个”、“一种”和/或“该”等词并非特指单数，也可包括复数。一般说来，术语“包括”与“包含”仅提示包括已明确标识的步骤和元素，而这些步骤和元素不构成一个排它性的罗列，方法或者设备也可能包含其它的步骤或元素。由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
74.其中，在本技术实施例的描述中，除非另有说明，“/”表示或的意思，例如，a/b可以表示a或b；本文中的“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。另外，在本技术实施例的描述中，“多个”是指两个或多于两个。
75.本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

技术特征：
1.一种高温超导磁体快速脱机装置，其特征在于，包括用于连通高温超导磁体的冷头和制冷机的截止放气装置，所述截止放气装置包括硬管路、压力表、放气阀、截止阀、第一自密封接头和第二自密封接头，所述硬管路的第一端与所述冷头连通、第二端通过第一自密封接头与所述截止阀的一端连通，所述截止阀的另一端通过第二自密封接头与所述制冷机连通，所述压力表和所述放气阀间隔设置于所述硬管路上；当高温超导磁体线路试验时，关闭所述截止阀，打开所述放气阀，直至所述压力表的压力值降至预设压力范围时关闭所述放气阀，所述第一自密封接头中的公头和母头断开连接。2.根据权利要求1所述的高温超导磁体快速脱机装置，其特征在于，还包括用于限制所述截止放气装置和车辆的车架相对移动的硬管固定装置。3.根据权利要求2所述的高温超导磁体快速脱机装置，其特征在于，所述硬管固定装置包括第一压板和第二压板，所述第一压板和所述第二压板之间形成用于安装所述硬管路的第一安装位，所述第一压板和所述第二压板通过第一紧固件连接。4.根据权利要求1所述的高温超导磁体快速脱机装置，其特征在于，所述硬管路的第一端通过第一制冷管路与所述冷头连接、第二端与所述第一自密封接头螺纹连接，所述第二自密封接头通过第二制冷管路与所述制冷机连接。5.根据权利要求1所述的高温超导磁体快速脱机装置，其特征在于，所述冷头和所述制冷机之间包括进气通路和回气通路，所述进气通路和所述回气通路中的至少一个布置有所述高温超导磁体快速脱机装置。6.根据权利要求1-5任一项所述的高温超导磁体快速脱机装置，其特征在于，还包括用于限制所述第一自密封接头和所述硬管路相对移动的装夹机构。7.根据权利要求6所述的高温超导磁体快速脱机装置，其特征在于，所述装夹机构包括第一固定板和第二固定板，所述第一固定板和所述第二固定板之间形成用于安装所述第一自密封接头和所述硬管路的第二安装位，所述第一固定板和所述第二固定板通过第二紧固件连接。8.根据权利要求7所述的高温超导磁体快速脱机装置，其特征在于，所述第二安装位在与所述第一自密封接头连接的接触面为粗糙圆弧面或多边形棱柱的侧壁面。9.根据权利要求7所述的高温超导磁体快速脱机装置，其特征在于，所述装夹机构上设置有用于贯穿所述装夹机构外表面和所述第二安装位的安装孔，所述安装孔内设置有用于压紧所述第一自密封接头的第三紧固件。10.一种高温超导电动磁浮车辆，其特征在于，包括车架、高温超导磁体、制冷机以及如权利要求1-9任一项所述的高温超导磁体快速脱机装置；所述高温超导磁体的冷头与所述制冷机的进回气循环管路上经过至少一个所述高温超导磁体快速脱机装置。

技术总结
本发明提供的一种高温超导磁体快速脱机装置及高温超导电动磁浮车辆，在高温超导磁体的冷头和制冷机之间增设截止放气装置，正常情况下，硬管路、第一自密封接头、截止阀和第二自密封接头呈导通状态，实现制冷机和冷头之间的制冷气体循环。当需要进行高温超导磁体线路试验时，首先关闭截止阀，保证截止阀到制冷机之间管路内制冷气体的压力不变，然后打开放气阀，将截止阀到冷头之间管路内制冷气体的压力减小到预设压力范围内，再关闭放气阀，随后断开第一自密封接头的公头和母头之间的连接。上述设置，可以实现自密封接头在减压前无需拆除、而是待降低压力后再断开连接，从而缩短了断开制冷管路的操作时间，可极大提高自密封接头的使用寿命。头的使用寿命。头的使用寿命。


技术研发人员：刘洪涛 吴蔚 胡浩 邵晴 蔡富刚 苏智博 高春生 李凯
受保护的技术使用者：上海交通大学
技术研发日：2023.04.13
技术公布日：2023/8/14